目的 比较烟雾经口鼻吸入 + 脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)气管滴注和烟雾全身暴露 + 脂多糖 气管滴注诱导的大鼠慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)模型的差异,为 COPD 模型的 构建提供新的造模方法。

方法 将 90 只雄性 SD 大鼠随机分为正常对照组、烟雾全身暴露组、烟雾口鼻吸入组,每 组 30 只。 烟雾全身暴露组采用“自制熏烟箱”进行烟雾的全身暴露,烟雾口鼻吸入组采用“定量吸烟装置”进行口 鼻吸入烟雾,两组动物均每天进行烟雾暴露 1 次,每次 60 min,连续 8 周,同时分别于造模第 1、7、15、21 天经气管注 入 LPS(1 mg / kg),以诱导建立 COPD 模型。 分别对定量吸烟装置和自制烟熏箱生成的烟雾进行质量控制,包括烟 雾颗粒的浓度稳定性和均一性验证,烟雾颗粒的粒径分布检测,并分别于造模 4、6、8 周通过肺功能检查、肺泡灌洗 液炎症因子白介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)含量的检测、组织病理学检查来比较两种造模方式的差异。

结果 定量吸烟装置能生成浓度稳定的烟雾(浓度分别为 1. 1 mg / L(以颗粒计)和 0. 1 mg / L(以尼古丁计)),且其 质量中值粒径(median mass aerodynamic diameter,MMAD)(以尼古丁计)为 0. 86 μm,几何标准差(geometric standard deviation,GSD)为 2. 12,自制烟熏箱所生成的烟雾浓度稳定性和均一性偏差均明显大于定量吸烟装置;烟雾口鼻吸 入组大鼠肺功能 FEV0. 2 / FVC、肺顺应性(Cdyn)指标均较烟雾全身暴露组下降更为明显,气道阻力( penh)增加更明 显;烟雾口鼻吸入组大鼠肺泡灌洗液 IL-6、TNF-α 水平在造模后 6 周即可见显著增加,烟雾全身暴露组大鼠需至造 模 8 周。 烟雾口鼻吸入组和全身暴露组大鼠造模后支气管炎症病变程度基本相当,但口鼻吸入组的肺气肿病变程 度更严重,且与全身暴露组(造模 8 周)相比,口鼻吸入组(造模 6 周出现)肺气肿病变出现统计学差异的时间更早; 烟雾口鼻吸入组平均内衬间隔(mean linear intercept,MLI)在造模 4 ~ 8 周均显著增大,平均肺泡数(mean alveolar number,MAN)在造模 6 ~ 8 周均显著减少;烟雾全身暴露组仅造模 8 周可见 MLI 显著增大和 MAN 显著减少。 烟 雾口鼻吸入组肺功能指标(FEV0. 2 / FVC、Cdyn、Penh)、肺泡灌洗液细胞因子水平(IL-6、TNF-α)、肺泡组织病理学变 化(支气管严重和肺气肿病理评分、MLI、MAN)在造模后均可见显著的异常改变,但各指标变化的变异系数(CV%) 明显小于烟雾全身暴露组的相应指标。

结论 LPS(1. 0 mg / kg)气管滴注联合烟雾全身暴露或烟雾口鼻吸入均能 构建典型的大鼠慢性阻塞性肺病模型,其中烟雾口鼻吸入能缩短模型构建的造模周期,连续造模 6 周即可成模,表 现为典型的慢性阻塞性肺病症状(肺通气功能障碍,支气管-肺脏慢性炎症浸润,并同时伴有肺气肿),且模型动物 个体间的差异更小(烟雾口鼻暴露 vs 烟雾全身暴露,CV%值更小)。

阅读原文：定量口鼻吸入法建立大鼠慢性阻塞性肺病模型.pdf